專利名稱：電視圖象智能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于電視機(jī)中能對(duì)電視圖象的亮度特性進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)和自動(dòng)灰度動(dòng)態(tài)校正的裝置。
隨著大屏幕彩電的增多，高超的畫面處理已成為產(chǎn)品必不可少的技術(shù)手段之一。在以往的電視機(jī)電路中，灰度校正的方法是在黑色電平和白色電平兩端分別設(shè)定灰度校正的臨界值。由于實(shí)際圖象是千變?nèi)f化的，因此用預(yù)先設(shè)定的臨界值，顯然不能適應(yīng)圖象的變化，甚至有時(shí)還會(huì)適得其反。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)以往灰度校正所存在的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種能對(duì)電視圖象的亮度特性進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)和自動(dòng)灰度動(dòng)態(tài)校正的裝置。它可得到最悅目的灰度層次表現(xiàn)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的用于電視機(jī)的電視圖象智能控制裝置由單片機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片、多路濾波電路組成。亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片的各個(gè)亮度信號(hào)電平檢測(cè)器輸出腳分別經(jīng)濾波電路接單片機(jī)的各個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入腳，單片機(jī)的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時(shí)鐘腳分別接數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時(shí)鐘腳，數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的各個(gè)輸出腳分別接亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片的各個(gè)控制信號(hào)輸入腳。
亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片檢測(cè)電視圖象的亮度，并經(jīng)多路濾波電路向單片機(jī)輸出各個(gè)檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)，這些信號(hào)由單片機(jī)處理后經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換，再送入亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片對(duì)圖象進(jìn)行灰度動(dòng)態(tài)校正，校正后的亮度信號(hào)用于電視亮度的控制。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
本實(shí)用新型由單片機(jī)U3、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2、亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片U1和6路濾波電路組成。其中單片機(jī)U3是菲力浦公司的83C552，該單片機(jī)內(nèi)含中央處理單元、只讀和隨機(jī)存儲(chǔ)器、8路模/數(shù)轉(zhuǎn)換口和串行通訊口，以模糊邏輯控制理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的程序掩膜在只讀存儲(chǔ)器中，完成數(shù)據(jù)采集、處理和模糊邏輯控制的作用。數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2選用摩托羅拉公司的MC144110P。亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片U1選用日本松下公司的AN5348K。濾波電路由電阻、電感和電容構(gòu)成，電阻和電感串聯(lián)，電感的另一端與接地電容連接。
圖象亮度檢測(cè)由亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片U1完成，其信號(hào)輸入腳YIN和輸出腳YOUT串接在彩色電視機(jī)原有的亮度信號(hào)線中，U1中有6個(gè)亮度信號(hào)電平檢測(cè)器S1～S4、APL和Ymin。S1～S4的作用是在整個(gè)亮度范圍(0-100IRE)內(nèi)，對(duì)所顯示的圖象亮度分布進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)器采用比較器電路，加在這四個(gè)比較器上的參考電壓分別為0V、0.21V、0.42V和0.63V，經(jīng)箝位后的亮度大小分別為0、30、60、90IRE(黑、較黑、較亮、亮)。當(dāng)輸入信號(hào)的電平高于某一比較器的參考電壓時(shí)，該比較器就有一定的電壓輸出。這樣，從S1～S4這四個(gè)比較器的輸出，就可反映出當(dāng)前輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的亮度分布。APL和Ymin分別對(duì)亮度信號(hào)的平均電平和最小亮度電平進(jìn)行檢測(cè)。上述六個(gè)檢測(cè)器的輸出信號(hào)分別經(jīng)相應(yīng)的濾波電路平滑后，送單片機(jī)U3的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入腳51～56。
單片機(jī)U3將這六個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后對(duì)這些數(shù)字量進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)算和處理，產(chǎn)生模糊邏輯控制所需要的五種數(shù)據(jù)(S1＋S2)/(S3＋S4)黑與白的比例，它表示圖象中暗畫面部分(S1＋S2)與亮畫面部分(S3＋S4)的比例。
S1/S2黑與較黑之比，它表示圖象中接近黑色的最暗部分(S1)與較暗部分(S2)之間的比例。
S1表示接近黑色的最暗部分在圖象中的分布情況。
APL表示輸入亮度信號(hào)的平均電平。
Ymin表示亮度信號(hào)的最小電平。
根據(jù)上述五種數(shù)據(jù)，單片機(jī)以模糊邏輯控制理論進(jìn)行推理計(jì)算，形成控制數(shù)據(jù)，然后分別從其數(shù)據(jù)端DATA輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路上，U2將其轉(zhuǎn)換成五種控制電壓，即白色電平擴(kuò)展控制(Uw)、黑色電平擴(kuò)展控制(Ub)、黑色電平伽馬校正控制(Ubr)、全圖象伽馬校正控制(Ur)和色度信號(hào)調(diào)整(Uc)。其中Uw、Ub、Ubr和Ur分別從3、5、7、12腳輸出至亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片U1的控制信號(hào)輸入腳3～6，對(duì)U1中的四個(gè)灰度校正電路進(jìn)行控制，控制結(jié)果從U1的信號(hào)輸出腳YOUT送出。
這四種灰度校正電路，實(shí)時(shí)地從整體和和局部上同時(shí)對(duì)畫面的灰度進(jìn)行校正。通過(guò)各電路校正效果的綜合，達(dá)到圖象最佳的灰度層次顯示，這四種電路的灰度校正作用如下1.黑色電平擴(kuò)展電路就全亮度圖象來(lái)說(shuō)，當(dāng)圖象包含一小部分黑暗部分時(shí)，則可將最暗部分增加為黑色，從而提高全圖象的對(duì)比度。
2.白色電平擴(kuò)展電路就全黑度圖象信號(hào)而言，當(dāng)圖象含有一小塊亮度部分時(shí)，該電路適當(dāng)提高亮畫面的亮度(白色擴(kuò)展)，從而提高整幅圖象的對(duì)比度。
3.黑色電平伽馬校正電路在一個(gè)大部分為黑暗的圖象上，當(dāng)微暗部分超過(guò)了極暗部分，或者反之，則黑色伽馬校正加強(qiáng)數(shù)量大的部分，即對(duì)數(shù)量大的部分增加亮度。
4.全圖象伽馬校正電路該電路根據(jù)圖象中暗畫面部分與亮畫面部分的比例，在整個(gè)輸入圖象信號(hào)范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕叶刃Ｕ?，以提高圖象對(duì)比度。全圖象伽馬校正有兩種方式a.暗場(chǎng)情況，即圖象較暗，大部分為暗畫面，輸出電平較之未校正時(shí)，全場(chǎng)予以提升，以提高暗場(chǎng)亮度。同時(shí)，在顯示的圖象中，暗畫面部分占有的亮度范圍得到擴(kuò)展，而亮畫面占亮度范圍比正常時(shí)相應(yīng)減小。通過(guò)上述處理，可增加暗場(chǎng)的灰度層次，提高對(duì)比度。
b.亮場(chǎng)情況，即圖象較亮，大部分為亮畫面時(shí)。輸出的亮度信號(hào)與未校正的情況比較，全場(chǎng)都進(jìn)行了衰減，以降低亮場(chǎng)亮度。同時(shí)，在顯示的圖象中，亮畫面占有的亮度范圍得到擴(kuò)展，而暗畫面占亮度范圍比正常時(shí)相應(yīng)減小，以此增加亮場(chǎng)的灰度層次，提高圖象的對(duì)比度，避免了亮場(chǎng)圖象過(guò)白過(guò)亮的現(xiàn)象。
另一個(gè)控制電壓Uc從U2的14腳輸出到電視機(jī)的彩色信號(hào)控制電路中，用于對(duì)色度信號(hào)電平作相應(yīng)調(diào)整，以保證對(duì)亮度信號(hào)進(jìn)行灰度校正時(shí)，重放圖象的色飽和度不會(huì)因此受不良影響，保證圖象彩色鮮艷自然。
單片機(jī)U3的使能腳ENABLE、數(shù)據(jù)腳DATA、時(shí)鐘腳CLOCK分別接數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時(shí)鐘腳。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.能動(dòng)態(tài)地檢測(cè)電視圖象的特性，動(dòng)態(tài)地進(jìn)行校正。在檢測(cè)電路中檢測(cè)圖象亮度的分布特性，在單片機(jī)中根據(jù)亮度分布特性，實(shí)時(shí)地進(jìn)行處理，形成灰度校正控制量，對(duì)圖象進(jìn)行灰度校正，得到最佳的灰度層次表現(xiàn)，這種校正能因圖象而異，能隨圖象的變化而變化。
2.具有人工智能的特性。人眼的視覺(jué)具有模糊特性和非線性特性，人眼依靠?jī)煞N具有不同敏感度的細(xì)胞適應(yīng)周圍環(huán)境極寬的亮度范圍，而兩種細(xì)胞的轉(zhuǎn)換用模糊判別實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型對(duì)圖象亮度特性進(jìn)行模糊邏輯推理，實(shí)現(xiàn)圖象的非線性校正。這種人工智能特性把圖象調(diào)節(jié)到符合人們視覺(jué)的變化，使觀眾得到最滿意的視覺(jué)效果。
本實(shí)用新型可接入彩色電視機(jī)的電路中，也可裝上外殼而做成外接裝置。
權(quán)利要求1.用于電視機(jī)的電視圖象智能控制裝置，其特征在于它由單片機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片、多路濾波電路組成，其中所述亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片的各個(gè)亮度信號(hào)電平檢測(cè)器輸出腳分別經(jīng)所述濾波電路接所述單片機(jī)的各個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入腳，所述單片機(jī)的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時(shí)鐘腳分別接所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時(shí)鐘腳，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的各個(gè)輸出腳分別接所述亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片的各個(gè)控制信號(hào)輸入腳。
專利摘要用于電視機(jī)的電視圖象智能控制裝置由單片機(jī)U3、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2、亮度檢測(cè)和非線性擴(kuò)展電路芯片U1、多路濾波電路組成。U1的各個(gè)亮度信號(hào)電平檢測(cè)器輸出腳分別經(jīng)濾波電路接U3的各個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入腳，U3的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時(shí)鐘腳分別接U2的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時(shí)鐘腳，U2的各個(gè)輸出腳分別接U1的各個(gè)控制信號(hào)輸入腳。它能對(duì)電視圖象的亮度特性進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)和自動(dòng)灰度動(dòng)態(tài)校正，可得到最悅目的灰度層次表現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04N5/202GK2229740SQ9521643
公開(kāi)日1996年6月19日 申請(qǐng)日期1995年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月19日
發(fā)明者趙世范, 雷慶文 申請(qǐng)人:趙世范, 雷慶文, 肖文華